JP2018521838A - Equipment for mixing / separating immiscible liquids - Google Patents

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Abstract

【解決手段】本発明は、密度が異なる２つの非混和液(22, 24)を混合／分離するための設備(50)に関し、設備はセトラ(14)と組み合わされたミキサ(52)を備えており、ミキサは、−２つの液体入口(18, 20)を有するタンク(16)と、−タンク内に設けられて、垂直軸芯(32)を中心として回転可能な軸(30)に取り付けられている撹拌器(28)と、−撹拌器の上方に設けられた吸上げポンプ(54)とを有している。吸上げポンプは、−垂直軸芯(32)に沿って回転可能な移動体(56)であって、垂直軸芯に沿って位置して上向きに広がっている第１の円錐台形状内面(60)を画定している移動体と、−タンクに対して静止している静止体であって、垂直軸芯に沿って位置して上向きに広がって実質的に第１の円錐台形状内面の上方で第１の円錐台形状内面の延長部分にある第２の円錐台形状内面(68)を画定している静止体(66)とを有している。The invention relates to an installation (50) for mixing / separating two immiscible liquids (22, 24) of different densities, the installation comprising a mixer (52) combined with a setra (14). The mixer is attached to a tank (16) having two liquid inlets (18, 20) and a shaft (30) provided in the tank and rotatable about a vertical axis (32) And a suction pump (54) provided above the stirrer. The suction pump is a movable body (56) that is rotatable along a vertical axis (32), and is located along the vertical axis and extends upwardly. A stationary body that is stationary with respect to the tank, positioned along the vertical axis and extending upward substantially above the first frustoconical inner surface And a stationary body (66) defining a second frustoconical inner surface (68) in an extension of the first frustoconical inner surface.

Description

本発明は、密度が異なる２つの非混和液を混合／分離するための設備に関する。   The present invention relates to an installation for mixing / separating two immiscible liquids having different densities.

より具体的には、本発明は、２つの液体入口を有するタンクと、タンク内に設けられて垂直軸芯を中心として回転可能な軸に取り付けられている撹拌器と、撹拌器の上方に設けられている吸上げポンプとを有してセトラに関連付けられたミキサを備えたタイプの設備に関する。   More specifically, the present invention provides a tank having two liquid inlets, a stirrer provided in the tank and attached to a shaft rotatable about a vertical axis, and provided above the stirrer. The present invention relates to a facility of the type comprising a mixer associated with Setra with a suction pump being provided.

この設備は、例えば分離すべきレアアースを含む鉱石を扱うという観点から、水相及び有機相を混合して、次にこれらを澄ませるように特に構成されている。   This facility is specially configured to mix the aqueous and organic phases and then clarify them, for example from the point of view of ores containing rare earth to be separated.

このような設備は、特に仏国特許出願公開第2352573 号明細書の文献から公知である。この設備は、水相／有機相の混合物をセトラに向かって運ぶように構成された吸上げポンプを備えている。吸上げポンプは典型的には静止している円錐台形状のステータを有しており、軸に取り付けられたブレードから形成されたロータがステータ内で回転する。ロータの回転によって、液体が円錐台形状のステータの内壁に対して上昇する。液体の混合物は設備の最高液面に向かってあふれてセトラに向かって流れる。   Such an installation is known in particular from the document FR 2 235 573. The facility includes a suction pump configured to carry the aqueous / organic phase mixture toward Setra. Suction pumps typically have a stationary frustoconical stator, and a rotor formed from blades attached to a shaft rotates within the stator. As the rotor rotates, the liquid rises with respect to the inner wall of the frustoconical stator. The liquid mixture overflows towards the highest liquid level of the equipment and flows toward Setra.

同様の設備が英国特許出願公開第793025号明細書の文献から公知であり、この文献には、垂直軸芯に沿って回転可能な移動体を備えたポンプが特に記載されており、この移動体は、垂直軸芯に沿って位置して上向きに広がっている第１の円錐台形状内面を画定している。   Similar equipment is known from GB 793025 document, which specifically describes a pump with a moving body that can rotate along a vertical axis. Defines a first frustoconical inner surface located along the vertical axis and extending upward.

場合によっては、このタイプのポンプは完全に満足のいくものではない。最近の研究には、ロータとステータとの間の著しい剪断が特に示されている。この現象は、澄ませる時間を延ばして水相に保持される有機相の量を増加させる微細な液滴を生じさせる。   In some cases, this type of pump is not completely satisfactory. Recent work specifically shows significant shear between the rotor and the stator. This phenomenon results in fine droplets that increase the amount of organic phase retained in the aqueous phase by extending the clarification time.

本発明は、既存の装置の分離性能レベル以上の分離性能レベルを得ながら、液体／液体の混合物のより迅速な分離を可能にする設備を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a facility that enables a more rapid separation of a liquid / liquid mixture while obtaining a separation performance level that is higher than the separation performance level of existing devices.

この目的のために、本発明は前述したタイプの設備に関し、この設備では、ポンプは、タンクに対して静止している静止体を有しており、前記静止体は、垂直軸芯に沿って位置して上向きに広がっている第２の円錐台形状内面を画定しており、前記第２の円錐台形状内面は、実質的に第１の円錐台形状内面の上方で前記第１の円錐台形状内面の延長部分に設けられている。   For this purpose, the invention relates to an installation of the type described above, in which the pump has a stationary body that is stationary relative to the tank, said stationary body being along a vertical axis. Defining a second frustoconical inner surface located and extending upward, wherein the second frustoconical inner surface is substantially above the first frustoconical inner surface. It is provided in the extended part of the shape inner surface.

特定の実施形態によれば、本設備は、単独で又は技術的に可能な全ての組み合わせを考慮して、以下の特徴の１又は複数を有する。   According to a particular embodiment, the installation has one or more of the following characteristics, either alone or considering all combinations that are technically possible.

− 移動体は、撹拌器が取り付けられている回転軸に取り付けられている。
− 垂直軸芯に沿って測定された第２の円錐台形状内面の高さは、垂直軸芯に沿って測定された第１の円錐台形状内面の高さの略１倍〜３倍の間であり、より好ましくは前記第１の円錐台形状内面の高さの1.5 倍〜２倍の間である。
− 移動体の第１の円錐台形状内面は、垂直軸芯に向かって径方向に延びているフィンを支持している。
− フィンの表面は、好ましくは５°〜40°、より好ましくは略15°の角度、垂直軸芯に対して傾いている。
− フィンは夫々円錐形の螺旋状に巻かれたストリップ片の形状を有している。
− 各フィンと水平面との交差部分が、前記水平面と第１の円錐台形状内面との交差部分を形成する円の半径を実質的に通過している。
− 吸上げポンプの第２の円錐台形状内面の上端部が、第１の円錐台形状内面及び第２の円錐台形状内面上を上昇する液体をセトラに向かって流すように構成されている。
− 設備は、セトラと組み合わされたミキサによって形成されて直列に配置された複数の組立体を備えている。 -The moving body is attached to a rotating shaft to which a stirrer is attached.
The height of the second frustoconical inner surface measured along the vertical axis is between approximately 1 to 3 times the height of the first frustoconical inner surface measured along the vertical axis; More preferably, it is between 1.5 times and 2 times the height of the first frustoconical inner surface.
The first frustoconical inner surface of the moving body supports fins extending radially towards the vertical axis;
The surface of the fin is preferably inclined at an angle of 5 ° to 40 °, more preferably approximately 15 ° with respect to the vertical axis.
Each fin has the shape of a strip of spirally wound strips.
The intersection of each fin and the horizontal plane substantially passes through the radius of the circle forming the intersection of the horizontal plane and the first frustoconical inner surface.
The upper end of the second frustoconical inner surface of the suction pump is configured to flow liquid rising on the first frustoconical inner surface and the second frustoconical inner surface towards Setra;
The installation comprises a plurality of assemblies formed in series by a mixer combined with setra and arranged in series;

本発明は、密度が異なる２つの非混和液を混合／分離するための方法に更に関し、この方法は、上述した設備で、２つの非混和液をタンクに導入する工程、２つの非混和液を混合するように撹拌器を支持する軸を回転させる工程、吸上げポンプの第１の円錐台形状内面を回転させる工程、非混和液の混合物を第１の円錐台形状内面及び第２の円錐台形状内面上を上昇させる工程、及び混合物をセトラに向かって流す工程を有する。   The present invention further relates to a method for mixing / separating two immiscible liquids of different densities, the method comprising introducing the two immiscible liquids into a tank with the equipment described above, two immiscible liquids. Rotating the shaft supporting the stirrer to mix, rotating the first frustoconical inner surface of the suction pump, mixing the immiscible liquid mixture with the first frustoconical inner surface and the second cone Raising the trapezoidal inner surface and flowing the mixture toward Setra.

本発明は、図面を参照して単に一例として挙げられた以下の説明を読むと更に理解される。   The invention will be further understood upon reading the following description which is given by way of example only with reference to the drawings.

現状の技術に係る混合／分離設備を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the mixing / separation installation based on the present technique. 吸上げポンプを特に備えた本発明の第１の実施形態に係る混合／分離設備を示す詳細断面図である。1 is a detailed cross-sectional view showing a mixing / separation facility according to a first embodiment of the present invention particularly equipped with a suction pump. 図２の混合／分離設備の吸上げポンプを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a suction pump of the mixing / separation facility of FIG. 2. 本発明の別の実施形態に係る混合／分離設備の吸上げポンプを示す詳細平面図である。It is a detailed top view which shows the suction pump of the mixing / separation installation which concerns on another embodiment of this invention. 図４の吸上げポンプを示す概略的な詳細側面図である。FIG. 5 is a schematic detailed side view showing the suction pump of FIG. 4.

図１の設備10は、仏国特許出願公開第2352573 号明細書の文献に記載されているようなミキサ／セトラである。複数のミキサ／セトラ10が抽出電池を形成すべく直列に並置され得る。   The installation 10 in FIG. 1 is a mixer / settler as described in document FR 2 235 573. Multiple mixer / settler 10 can be juxtaposed in series to form an extraction cell.

設備10はミキサ12及びセトラ14を備えている。ミキサ12はタンク16を有しており、タンク16の底部に、水相22及び有機相24に夫々対応する２つの液体入口18, 20が設けられている。タンク16は、液面26まで水相22及び有機相24の液体の混合物で充填される。   The facility 10 includes a mixer 12 and a setra 14. The mixer 12 has a tank 16, and two liquid inlets 18 and 20 corresponding to the aqueous phase 22 and the organic phase 24 are provided at the bottom of the tank 16. The tank 16 is filled with a liquid mixture of the aqueous phase 22 and the organic phase 24 up to the liquid level 26.

ミキサ12は、タンク16内に配置されている撹拌器28を更に有している。撹拌器28は、垂直軸芯32を中心として回転する軸30に取り付けられている。   The mixer 12 further has an agitator 28 disposed in the tank 16. The stirrer 28 is attached to a shaft 30 that rotates about a vertical axis 32.

ミキサ12は、撹拌器の上方に設けられた吸上げポンプ34を更に有している。吸上げポンプ34は、垂直軸芯32に沿って位置して上向きに広がっている静止した円錐台形状のステータ36を特に有している。軸30に取り付けられたブレードから形成されたロータ38がステータ36内で回転する。   The mixer 12 further includes a suction pump 34 provided above the stirrer. The suction pump 34 has in particular a stationary frustoconical stator 36 located along the vertical axis 32 and spreading upwards. A rotor 38 formed from blades attached to the shaft 30 rotates within the stator 36.

軸30がモータ（不図示）によって回転すると、ロータ38の回転によって、タンク16内に含まれる液体が円錐台形状のステータ36の内壁に対して上昇する。タンク16に含まれる液体の混合物は、ステータ36の上部の流れ口40に達して、設備の最高液面42に向かってあふれる。その後、流路44によって混合物はセトラ14に向かって導かれる。   When the shaft 30 is rotated by a motor (not shown), the liquid contained in the tank 16 rises with respect to the inner wall of the frustoconical stator 36 by the rotation of the rotor 38. The liquid mixture contained in the tank 16 reaches the flow port 40 at the top of the stator 36 and overflows toward the highest liquid level 42 of the equipment. Thereafter, the mixture is guided toward the setra 14 by the channel 44.

セトラ14は、仏国特許出願公開第2352573 号明細書の文献に記載されているようにタンクと、分離後の２つの水相22及び有機相24のための別個の流れ手段（不図示）とを特に有している。   Setra 14 comprises a tank and separate flow means (not shown) for the two aqueous phases 22 and the organic phase 24 after separation as described in document FR 2 253 573. In particular.

図２は、本発明の一実施形態に係る混合／分離設備50を示す詳細図である。より具体的には、図２は設備50のミキサ52を示している。ミキサ52は、図１のセトラ14と同様のセトラ（不図示）に連結されている。   FIG. 2 is a detailed view showing a mixing / separation facility 50 according to one embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 2 shows the mixer 52 of the facility 50. The mixer 52 is connected to a setra (not shown) similar to the setra 14 of FIG.

ミキサ52はミキサ12の複数の要素と同一の複数の要素を有している。これらの要素は上述した同一の参照番号を使用して示されている。   The mixer 52 has a plurality of elements that are the same as the plurality of elements of the mixer 12. These elements are indicated using the same reference numbers as described above.

ミキサ52はタンク16を特に有しており、タンク16の底部に、水相22及び有機相24に夫々対応する２つの液体入口18, 20が設けられている。タンク16は、液面26まで水相22及び有機相24の液体の混合物で充填される。   The mixer 52 has a tank 16 in particular, and two liquid inlets 18 and 20 corresponding to the aqueous phase 22 and the organic phase 24 are provided at the bottom of the tank 16. The tank 16 is filled with a liquid mixture of the aqueous phase 22 and the organic phase 24 up to the liquid level 26.

ミキサ52は、タンク16内に配置されている撹拌器28を更に有している。撹拌器28は、垂直軸芯32を中心として回転する軸30に取り付けられている。   The mixer 52 further includes a stirrer 28 disposed in the tank 16. The stirrer 28 is attached to a shaft 30 that rotates about a vertical axis 32.

ミキサ52は、撹拌器28の上方に設けられた吸上げポンプ54を更に有している。吸上げポンプ54は図３に詳細に示されている。   The mixer 52 further includes a suction pump 54 provided above the stirrer 28. The suction pump 54 is shown in detail in FIG.

吸上げポンプ54は、回転軸30に固定されている円錐台形状の移動体56を有している。より具体的には、円錐台形状の移動体56は、このような回転軸30の周りで径方向に延びている横棒58を使用して回転軸30に取り付けられている。   The suction pump 54 has a truncated cone-shaped moving body 56 fixed to the rotary shaft 30. More specifically, the frustoconical moving body 56 is attached to the rotary shaft 30 using such a horizontal bar 58 extending radially around the rotary shaft 30.

移動体56は、図１の円錐台形状のステータ36の形状と同様の形状を有している。移動体56は、垂直軸芯32に沿って位置して上向きに広がっている第１の円錐台形状内面60を画定している。第１の円錐台形状内面60は、撹拌器28の近くの下端部62と上端部64との間に延びている。   The moving body 56 has the same shape as that of the truncated conical stator 36 shown in FIG. The moving body 56 defines a first frustoconical inner surface 60 located along the vertical axis 32 and extending upward. The first frustoconical inner surface 60 extends between a lower end 62 and an upper end 64 near the stirrer 28.

吸上げポンプ54は円錐台形状の静止体66を更に有している。図１のステータ36と同様に、円錐台形状の静止体66はタンク16に対して静止している。円錐台形状の静止体66は、垂直軸芯32に沿って位置して上向きに広がっている第２の円錐台形状内面68を画定している。   The suction pump 54 further includes a frustoconical stationary body 66. Similar to the stator 36 of FIG. 1, the frustoconical stationary body 66 is stationary relative to the tank 16. The frustoconical stationary body 66 defines a second frustoconical inner surface 68 located along the vertical axis 32 and extending upward.

第２の円錐台形状内面68の上端部70が流れ口の形状を有している。より具体的には、上端部70は、第２の円錐台形状内面68を画定している円錐体から径方向の外側に突出しているフランジの形状を有している。   The upper end 70 of the second frustoconical inner surface 68 has the shape of a flow port. More specifically, the upper end 70 has the shape of a flange projecting radially outward from the cone defining the second frustoconical inner surface 68.

第１の円錐台形状内面60及び第２の円錐台形状内面68が実質的に互いの延長部分にあるように、円錐台形状の静止体66は円錐台形状の移動体56の上方に設けられている。移動体56の上端部64は前記静止体の下端部72の近くで静止体66内に設けられていることが好ましい。移動体56を静止体66内で回転させ得るために、僅かな遊びが前記移動体56と前記静止体66との間に設けられていることが好ましい。   The frustoconical stationary body 66 is provided above the frustoconical moving body 56 so that the first frustoconical inner surface 60 and the second frustoconical inner surface 68 are substantially in an extension of each other. ing. The upper end portion 64 of the moving body 56 is preferably provided in the stationary body 66 near the lower end portion 72 of the stationary body. In order to allow the moving body 56 to rotate within the stationary body 66, it is preferable that a slight play is provided between the moving body 56 and the stationary body 66.

第１の円錐台形状内面60及び第２の円錐台形状内面68を夫々画定している円錐体の母線と垂直軸芯32との角度は実質的に等しいことが好ましい。このような角度は５°〜12°の間であることが好ましい。角度は９°±0.5 °と等しいことがより好ましい。従って、第１の円錐台形状内面60及び第２の円錐台形状内面68の互いの延長部分における全体形状は、実質的に単一の円錐体の本体の全体形状である。   Preferably, the angle between the generatrix defining the first frustoconical inner surface 60 and the second frustoconical inner surface 68 and the vertical axis 32 are substantially equal. Such an angle is preferably between 5 ° and 12 °. More preferably, the angle is equal to 9 ° ± 0.5 °. Accordingly, the overall shape of the first frustoconical inner surface 60 and the second frustoconical inner surface 68 in the extension of each other is substantially the overall shape of a single conical body.

垂直軸芯32に沿って測定された第２の円錐台形状内面68の高さ73は、垂直軸芯32に沿って測定された第１の円錐台形状内面60の高さ74の略１倍〜３倍の間である。第２の円錐台形状内面68の高さ73は第１の円錐台形状内面60の高さ74の1.5 倍〜２倍の間であることがより好ましい。例えば、第１の円錐台形状内面60の高さ74は約35cmであり、第２の円錐台形状内面68の高さ73は約65cmである。   The height 73 of the second frustoconical inner surface 68 measured along the vertical axis 32 is approximately one times the height 74 of the first frustoconical inner surface 60 measured along the vertical axis 32. Between ~ 3 times. More preferably, the height 73 of the second frustoconical inner surface 68 is between 1.5 and 2 times the height 74 of the first frustoconical inner surface 60. For example, the height 74 of the first frustoconical inner surface 60 is about 35 cm and the height 73 of the second frustoconical inner surface 68 is about 65 cm.

第１の円錐台形状内面60は、垂直軸芯32に向かって径方向に延びているフィン76を支持していることが好ましい。フィンの数は例えば３〜１２の間であり、フィンは垂直軸芯32の周りで規則的に分散している。フィン76は、下端部62と上端部64との間で第１の円錐台形状内面60の高さ74全体に亘って実質的に延びていることが好ましい。   The first frustoconical inner surface 60 preferably supports fins 76 that extend radially toward the vertical axis 32. The number of fins is, for example, between 3 and 12, and the fins are regularly distributed around the vertical axis 32. The fins 76 preferably extend substantially across the entire height 74 of the first frustoconical inner surface 60 between the lower end 62 and the upper end 64.

図２及び３の実施形態では、フィン76は、第１の円錐台形状内面60を形成している円錐体の母線に沿って実質的に延びている。従って、フィン76は垂直軸芯32を通過する垂直面に含まれている。   In the embodiment of FIGS. 2 and 3, the fins 76 extend substantially along the generatrix of the cone forming the first frustoconical inner surface 60. Accordingly, the fins 76 are included in the vertical plane that passes through the vertical axis 32.

軸30に固定されている円錐台形状の移動体56及びフィン76は、タンク16に対して垂直軸芯32を中心として回転可能である。   The frustoconical moving body 56 and the fins 76 fixed to the shaft 30 are rotatable about the vertical axis 32 with respect to the tank 16.

図２及び３の実施形態の一代替例によれば、円錐台形状の移動体56及び撹拌器28は、垂直軸芯32に沿った回転を調節するための別個の手段に連結されている。従って、円錐台形状の移動体56及び撹拌器28を異なる速度で移動させることが特に可能である。   According to an alternative of the embodiment of FIGS. 2 and 3, the frustoconical moving body 56 and the stirrer 28 are connected to separate means for adjusting the rotation along the vertical axis 32. Therefore, it is particularly possible to move the frustoconical moving body 56 and the stirrer 28 at different speeds.

図４は、本発明の別の実施形態に係る吸上げポンプ154 を示す部分平面図である。以下に説明する差異を除いて、吸上げポンプ154 は上述した図２及び３の吸上げポンプ54と同様である。   FIG. 4 is a partial plan view showing a suction pump 154 according to another embodiment of the present invention. Except for the differences described below, the suction pump 154 is similar to the suction pump 54 of FIGS. 2 and 3 described above.

吸上げポンプ154 は、図２及び３の円錐台形状の静止体と同一の円錐台形状の静止体66を有している。吸上げポンプ154 は、図２及び３の吸上げポンプ54の円錐台形状の移動体56と取り替え可能な円錐台形状の移動体156 を有している。円錐台形状の移動体156 の下部が、図５の側面図に概略的に示されている。   The suction pump 154 has a frustoconical stationary body 66 that is identical to the frustoconical stationary body of FIGS. The suction pump 154 has a truncated cone-shaped movable body 156 that can be replaced with the truncated cone-shaped movable body 56 of the suction pump 54 shown in FIGS. The lower part of the truncated cone-shaped moving body 156 is schematically shown in the side view of FIG.

円錐台形状の移動体156 は、図２及び３の円錐台形状の移動体56の内面と同一であって下端部62と上端部64との間で垂直軸芯32に沿って位置する円錐台形状内面60を有している。   The frustoconical moving body 156 is the same as the inner surface of the frustoconical moving body 56 shown in FIGS. 2 and 3 and is located along the vertical axis 32 between the lower end 62 and the upper end 64. It has a shaped inner surface 60.

円錐台形状の移動体156 は、円錐台形状内面60に固定されて垂直軸芯32の周りに規則的に分散している複数のフィン176 を有している。円錐台形状の移動体156 は６〜１２のフィンを有していることが好ましい。フィン176 は実質的に同一であることが好ましい。   The frustoconical moving body 156 includes a plurality of fins 176 fixed to the frustoconical inner surface 60 and regularly distributed around the vertical axis 32. The truncated cone-shaped moving body 156 preferably has 6 to 12 fins. Fins 176 are preferably substantially identical.

フィン176 の各々の下端部180 が円錐台形状内面60の下端部62に設けられている。フィン176 の各々の上端部182 が円錐台形状内面60の上端部64に設けられていることが好ましい。   A lower end 180 of each fin 176 is provided at the lower end 62 of the frustoconical inner surface 60. The upper end 182 of each fin 176 is preferably provided on the upper end 64 of the frustoconical inner surface 60.

図２及び３の実施形態とは異なり、フィン176 は、垂直軸芯32と円錐台形状内面60を形成している円錐体の母線とに対して傾いている。特に、各フィン176 は垂直軸芯32の周りで円錐形の螺旋状に巻かれたストリップ片の形状を有している。   Unlike the embodiment of FIGS. 2 and 3, the fins 176 are inclined with respect to the vertical axis 32 and the cone buses forming the frustoconical inner surface 60. In particular, each fin 176 has the shape of a strip piece wound in a conical spiral around the vertical axis 32.

フィン176 の下端部180 は、下端部62の水平面に位置して前記下端部62を画定している円の半径と角度αを形成している直線状の縁部である。角度αは、０°〜60°の間、好ましくは０°〜20°の間、より好ましくは０°〜10°の間に含まれている。   The lower end portion 180 of the fin 176 is a linear edge portion that is positioned in the horizontal plane of the lower end portion 62 and forms a radius and an angle α of the circle that defines the lower end portion 62. The angle α is included between 0 ° and 60 °, preferably between 0 ° and 20 °, more preferably between 0 ° and 10 °.

更により好ましくは、フィン176 と下端部62を画定している円の半径との角度αは略０°であるか、又は０°である。   Even more preferably, the angle α between the fin 176 and the radius of the circle defining the lower end 62 is approximately 0 ° or 0 °.

好ましい一実施形態によれば、円錐台形状内面60を通過しているあらゆる水平面で、フィン176 は、前記円錐台形状内面60を画定している円の半径と実質的に一定の角度αを形成している。前記角度αは、略０°であるか、又は０°であることが有利である。従って、各フィン176 と水平面との交差部分が、前記円錐台形状内面60を形成している円の半径を実質的に通過している。   According to one preferred embodiment, in every horizontal plane passing through the frustoconical inner surface 60, the fins 176 form a substantially constant angle α with the radius of the circle defining the frustoconical inner surface 60. doing. Advantageously, the angle α is approximately 0 ° or 0 °. Therefore, the intersection of each fin 176 and the horizontal plane substantially passes through the radius of the circle forming the frustoconical inner surface 60.

垂直軸芯32に沿って、フィン176 は、円錐台形状内面60と接する外縁部184 と内縁部186 との間で実質的に一定の幅を有している。例として、フィンの幅は約30mmである。   Along the vertical axis 32, the fin 176 has a substantially constant width between the outer edge 184 and the inner edge 186 that contact the frustoconical inner surface 60. As an example, the width of the fin is about 30 mm.

図５に示されているように、フィン176 の表面は垂直軸芯32と角度βを形成しており、この角度βは５°〜40°の間、好ましくは10°〜30°の間、より好ましくは15°±0.5 °の間である。図４及び５の実施形態では、角度βはフィン176 の高さに亘って実質的に一定である。   As shown in FIG. 5, the surface of the fin 176 forms an angle β with the vertical axis 32, which is between 5 ° and 40 °, preferably between 10 ° and 30 °. More preferably, it is between 15 ° ± 0.5 °. In the embodiment of FIGS. 4 and 5, the angle β is substantially constant over the height of the fin 176.

一代替例によれば、フィン176 の表面と垂直軸芯32とによって形成されている角度βはフィン176 の高さに亘って可変である。より好ましくは、フィン176 の表面と垂直軸芯32との前記角度は下端部180 と上端部182 との間で減少し、そのため、フィン176 は上向きに湾曲している。   According to one alternative, the angle β formed by the surface of the fin 176 and the vertical axis 32 is variable over the height of the fin 176. More preferably, the angle between the surface of the fin 176 and the vertical axis 32 decreases between the lower end 180 and the upper end 182 so that the fin 176 is curved upward.

図２〜５の実施形態では、第２の円錐台形状内面68にはフィンが設けられていない。一代替例（不図示）によれば、第２の円錐台形状内面68も、垂直軸芯32に向かって径方向に延びているフィンを支持している。第２の円錐台形状内面68の前記フィンは垂直軸芯に対して傾いていることが好ましい。   In the embodiment of FIGS. 2-5, the second frustoconical inner surface 68 is not provided with fins. According to an alternative (not shown), the second frustoconical inner surface 68 also supports fins that extend radially toward the vertical axis 32. The fins of the second frustoconical inner surface 68 are preferably inclined with respect to the vertical axis.

設備50（図２）の動作を以下に説明する。軸30がモータ（不図示）によって垂直軸芯32を中心として回転する。撹拌器28の回転によって、タンク16内の液体の２つの水相22及び有機相24を混合する。更に、円錐台形状の移動体56, 156 の回転によってタンク16内の液体を押し流す。そのため、液体は円錐体の下側の移動体56に対して上昇し、その後、上側の静止体66に対して流れ口70まで上昇し続ける。液体は設備の最高液面80に向かってあふれてセトラ14に向かって押し流される。   The operation of the facility 50 (FIG. 2) will be described below. The shaft 30 is rotated about a vertical axis 32 by a motor (not shown). The two aqueous phases 22 and the organic phase 24 of the liquid in the tank 16 are mixed by the rotation of the stirrer 28. Further, the liquid in the tank 16 is pushed away by the rotation of the frustoconical moving bodies 56 and 156. Therefore, the liquid rises with respect to the moving body 56 on the lower side of the cone, and then continues to rise to the flow port 70 with respect to the upper stationary body 66. The liquid overflows towards the highest liquid level 80 of the equipment and is swept toward Setra 14.

吸上げポンプ54のこの構成によって、流れ口70での液体の運動エネルギーを減少させることが可能になるため、剪断が制限される。移動体56のフィンの形状によって、剪断、並びに流れ口70の液体流量とモータの回転速度との比率に影響を及ぼすことが可能になる。特に、図４及び５に示されている傾斜したフィン176 は、図２及び３の垂直フィン76より好ましい。   This configuration of the suction pump 54 allows the liquid kinetic energy at the flow port 70 to be reduced, thus limiting shear. The fin shape of the moving body 56 can affect the shear and the ratio between the liquid flow rate at the flow port 70 and the rotational speed of the motor. In particular, the inclined fins 176 shown in FIGS. 4 and 5 are preferred over the vertical fins 76 of FIGS.

有利な一実施形態では、抽出電池を形成すべく複数の吸上げポンプ54, 154 が直列に配置されている。本発明に係る一又は複数の吸上げポンプ54, 154 を現状の技術の一又は複数の吸上げポンプ34と共に直列に配置することが更に可能である。   In an advantageous embodiment, a plurality of suction pumps 54, 154 are arranged in series to form an extraction cell. It is further possible to arrange one or more suction pumps 54, 154 according to the present invention in series with one or more suction pumps 34 of the state of the art.

このような抽出電池では、例えばレアアースを含む水相22の液体を、例えば抽出剤を含む有機相24と逆流の形態で接触させるように含む。このようにして、有機相はレアアースで徐々に濃縮される。   Such an extraction battery includes, for example, a liquid in the aqueous phase 22 containing rare earth so as to come into contact with the organic phase 24 containing, for example, an extractant in a reverse flow form. In this way, the organic phase is gradually concentrated with rare earths.

Claims (9)

密度が異なる２つの非混和液(22, 24)を混合／分離するための設備(50)であって、
セトラ(14)と組み合わされたミキサ(52)を備えており、
前記ミキサは、
− ２つの液体入口(18, 20)を有するタンク(16)と、
− 前記タンク内に設けられて、垂直軸芯(32)を中心として回転する軸(30)に取り付けられている撹拌器(28)と、
− 前記撹拌器の上方に設けられている吸上げポンプ(54, 154) と
を有しており、
前記吸上げポンプは、
− 前記垂直軸芯(32)に沿って回転可能な移動体(56, 156) であって、前記垂直軸芯に沿って位置して上向きに広がっている第１の円錐台形状内面(60)を画定している前記移動体と、
− 前記タンクに対して静止している静止体(66)であって、前記垂直軸芯に沿って位置して上向きに広がって実質的に前記第１の円錐台形状内面の上方で前記第１の円錐台形状内面の延長部分にある第２の円錐台形状内面(68)を画定している前記静止体と
を有していることを特徴とする設備。 A facility (50) for mixing / separating two immiscible liquids (22, 24) of different densities,
It has a mixer (52) combined with setra (14),
The mixer is
-A tank (16) with two liquid inlets (18, 20);
A stirrer (28) provided in the tank and attached to a shaft (30) rotating about a vertical axis (32);
A suction pump (54, 154) provided above the stirrer,
The suction pump is
A movable body (56, 156) rotatable along the vertical axis (32), wherein the first frustoconical inner surface (60) is located along the vertical axis and extends upward; The moving body defining
A stationary body (66) that is stationary relative to the tank, wherein the first body is located along the vertical axis and spreads upward and substantially above the first frustoconical inner surface; Said stationary body defining a second frustoconical inner surface (68) in an extension of said frustoconical inner surface. 前記垂直軸芯に沿って測定された前記第２の円錐台形状内面(68)の高さ(73)は、前記垂直軸芯に沿って測定された前記第１の円錐台形状内面(60)の高さ(74)の略１倍〜３倍の間であり、より好ましくは前記第１の円錐台形状内面(60)の高さ(74)の1.5 倍〜２倍の間であることを特徴とする請求項１に記載の設備。   The height (73) of the second frustoconical inner surface (68) measured along the vertical axis is the first frustoconical inner surface (60) measured along the vertical axis. The height (74) is approximately 1 to 3 times, more preferably 1.5 to 2 times the height (74) of the first frustoconical inner surface (60). The facility of claim 1, wherein 前記移動体(56, 156) の第１の円錐台形状内面(60)は、前記垂直軸芯に向かって径方向に延びているフィン(76, 176) を支持していることを特徴とする請求項１又は２に記載の設備。   The first frustoconical inner surface (60) of the movable body (56, 156) supports fins (76, 176) extending radially toward the vertical axis. The facility according to claim 1 or 2. 前記フィン(176) の表面は、好ましくは５°〜40°、より好ましくは略15°の角度（β）、前記垂直軸芯に対して傾いていることを特徴とする請求項３に記載の設備。   The surface of the fin (176) is preferably inclined at an angle (β) of 5 ° to 40 °, more preferably approximately 15 ° with respect to the vertical axis. Facility. 前記フィン(176) は夫々円錐形の螺旋状に巻かれたストリップ片の形状を有していることを特徴とする請求項３又は４に記載の設備。   An installation according to claim 3 or 4, characterized in that the fins (176) each have the shape of a strip of spirally wound strips. 前記フィン(176) と水平面との交差部分が、前記水平面と前記第１の円錐台形状内面(60)との交差部分を形成する円の半径を実質的に通過していることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の設備。   The intersection of the fin (176) and the horizontal plane substantially passes through the radius of a circle forming the intersection of the horizontal plane and the first frustoconical inner surface (60). The equipment according to any one of claims 3 to 5. 前記吸上げポンプ(54, 154) の前記第２の円錐台形状内面(68)の上端部(70)が、前記第１の円錐台形状内面(60)及び前記第２の円錐台形状内面(68)上を上昇する液体を前記セトラ(14)に向かって流すように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の設備。   The upper end (70) of the second frustoconical inner surface (68) of the suction pump (54, 154) is the first frustoconical inner surface (60) and the second frustoconical inner surface ( 68) Equipment according to any one of the preceding claims, characterized in that it is configured to allow the liquid rising above to flow towards the setra (14). セトラ(14)と組み合わされたミキサ(52)によって形成されて直列に配置された複数の組立体(50)を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の設備。   A plurality of assemblies (50) formed by a mixer (52) combined with a setra (14) and arranged in series, according to any one of the preceding claims. Facility. 密度が異なる２つの非混和液を混合／分離する方法であって、
− 請求項１〜８のいずれか一項に記載の設備(50)で、２つの非混和液(22, 24)をタンク(16)に導入する工程、
− ２つの非混和液を混合するように撹拌器(28)を支持する軸(30)を回転させる工程、
− 吸上げポンプ(54, 154) の第１の円錐台形状内面(60)を回転させる工程、
− 前記非混和液の混合物を前記第１の円錐台形状内面(60)及び前記第２の円錐台形状内面(68)上を上昇させる工程、及び
− 前記混合物を前記セトラに向かって流す工程
を有することを特徴とする方法。 A method of mixing / separating two immiscible liquids having different densities,
-Introducing the two immiscible liquids (22, 24) into the tank (16) with the equipment (50) according to any one of claims 1-8;
-Rotating the shaft (30) supporting the agitator (28) to mix the two immiscible liquids;
-Rotating the first frustoconical inner surface (60) of the suction pump (54, 154);
-Raising the mixture of the immiscible liquid over the first frustoconical inner surface (60) and the second frustoconical inner surface (68); and-flowing the mixture toward the setra. A method characterized by comprising.
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